為電力設備的晶粒粘著選擇焊接框架或者DBC面漆

可焊性與濕潤性

焊料的濕潤並鋪展在表面上是形成牢固、可靠和導電性接頭的基本步驟。術語“可焊性”是一種闡述如何迅速並均勻地把焊料鋪在表面上，好的濕潤始終能夠形成牢固、低空隙的的焊料接頭。這也是一個非常寬鬆的條件，因為它可以結合動力學與熱力學的元素。良好焊接性的主要驅動力是熱力學:當液體焊料接觸固體的金屬表面時形成間金屬化合物的負自由能，有利於液體金屬與金屬表面的接觸。

就這麼簡單。

可焊性的保存塗料

其他因素也能使事情複雜，如保護性塗料。形式有兩種:

  - 漸消失的有機材料如被最常見化學吸收在表面（通常是銅）上的OSPs(有機可焊接的殺蟲劑)，可以減緩主要金屬氧化的速度，然而經過設計在回流過程中通過助焊劑中組合揮發性和溶解性就很容易去除。

  - 犧牲金屬層(SML)在完成保護下在的金屬層抗氧化之後很快地溶解到液體焊料中。Ag/Ni和ENIG(Au/Ni)的例子:在每種情況下，鎳通過保護性的焊料，即可溶金屬可以保持不被氧化。太薄的SML和SML中的針孔將允許鎳氧化:可能形成過厚層和SML/焊料間金屬物，受到SML和焊料濕潤速度的影響。

空隙

我們知道好的可焊性(結論:低空隙)對於電力設備的製造商來說是非常關鍵的，為分立器件設定的晶粒粘著的空隙標準是5%(單孔隙)<10%(合計)，而IGBT空隙限制可能從<2%一直下到<0.5%。在各種情況下，%空隙指總焊接接頭面積的百分比。

氮氣(低ppm氧氣)回流是高溫焊接的關鍵，當然，使用形成的氣體(H2/N2) 有時有益於某些表面，如鎳和銅。至於大面積壓印模的極低空隙(10x10mm和更高)，真空回流通常是必須的。

選擇焊接框架

我們在Indium公司最近一直和幾家客戶一起協作研究標準的含鉛(含Pb)焊膏和我們新的HT無Pb焊膏技術，BiAgX®(®)，必要時改變焊接框架的表面。在這種情況下，客戶通常從銅的貴金屬電鍍轉移到“裸”銅，導致成本節省並能夠轉換成無Pb的晶粒粘著焊料。

下面指導電力半導體用戶選擇合適的焊接框架或者DBC面漆。

非常感謝我的同事 Karthik Vijayamadhavan (歐洲), Sehar Samiappan 和 SzePei Lim (東南亞), David Hu (Hu Di) (中國) 和 Dr Hongwen Zhang (美國)的評論和參與。

Translation powered by Avalon Professional Translation